Розвиток виробництва Smart Automation

| Flint Industry Brain, Автор | Гуй Цзясі

14-й п’ятирічний план Китаю почав повноцінно запускатися в 2021 році, і наступні п’ять років стануть важливим етапом для створення нових переваг у цифровій економіці. Взяття розумного автоматизованого виробництва як можливості сприяти високоякісному розвитку обробної промисловості є не лише основним напрямком інтегрованого розвитку цифрової та реальної економіки Китаю, а й ключовим проривом для реалізації нового подвійного схема розвитку циркуляції.

З моменту спалаху епідемії COVID-19 більшість виробничих компаній зазнали перерв у виробництві, розривів ланцюга поставок та відновлення виробництва. Конкурентні переваги, накопичені усталеними компаніями роками, можуть бути зруйновані, а нові компанії також можуть скористатися можливостями для швидкого зростання. Очікується, що модель конкуренції в галузі буде змінена.

Однак зараз багато виробничих компаній впадають у нерозуміння зосередженості на оптимізації одноточкової технології та недооцінки загального підвищення вартості, що призводить до серйозних островів даних, поганого підключення обладнання та системи та інших проблем. А з точки зору розумної трансформації виробництва більшість постачальників на ринку не мають можливості інтегрувати рішення. Все це призвело до великих інвестицій у підприємства, але з незначним ефектом.

У цій статті буде всебічно розглянуто шлях високоякісного розвитку китайської промислової промисловості інтелектуальної автоматизації з точки зору огляду промислового розвитку, стану розвитку підприємства та промислової трансформації.

01, Огляд розвитку інтелектуальної автоматизації виробництва в Китаї

Розумні виробничі стратегії великих країн світу

A) Сполучені Штати Америки - «Національний передовий стратегічний план виробництва», стратегія висуває стратегічні цілі побудови системи освіти для МСП, багатогалузевого співробітництва, федеральних інвестицій, національних інвестицій у науково-дослідні роботи тощо, зосереджуючись на будівництві промислового виробництва. Інтернет. «American Advanced Manufacturing Leadership Strategy» акцентує увагу на трьох основних стратегічних напрямках удосконалення внутрішнього ланцюга поставок виробництва через розвиток нових технологій, вирощування робочої сили та розширення. Відповідні технології включають промислових роботів, інфраструктуру штучного інтелекту, безпеку кіберпростору, високоефективні матеріали, адитивне виробництво, безперервне виробництво, біофармацевтичне виробництво, інструменти та виробництво напівпровідників, виробництво та ланцюг постачання безпечних харчових продуктів тощо.

Б) Німеччина – «Рекомендації щодо впровадження стратегії «Індустрія 4.0», яка пропонує та визначає четверту промислову революцію, тобто Індустрію 4.0. Будучи частиною інтелектуального та мережевого світу, Industry 4.0 фокусується на створенні інтелектуальних продуктів, процедур і процесів. Ключові теми – розумні фабрики, розумне виробництво та розумна логістика. Німецька індустрія 4.0 зосереджується на п’яти основних сферах: горизонтальна інтеграція в рамках мережі створення цінностей, наскрізне проектування всього ланцюга створення вартості, вертикальна інтеграція та мережеві виробничі системи, нова соціальна інфраструктура на робочому місці, технологія віртуальної мережі та фізичної системи.

C) Франція – «Нова індустріальна Франція», стратегія пропонує змінити потужність промисловості за допомогою інновацій і поставити Францію в перший ешелон глобальної промислової конкурентоспроможності. Стратегія триває 10 років і в основному вирішує 3 основні проблеми: енергетика, цифрова революція та економічне життя. Він включає 34 конкретні плани, такі як відновлювані джерела енергії, батарейні електромобілі без водія, розумна енергетика тощо, які показують, що Франція перебуває в третьій промисловій революції. Рішучість і сила досягти промислової трансформації в Китаї.

D) Японія — «Біла книга виробництва Японії» (надалі — «Біла книга»). «Біла книга» аналізує поточну ситуацію та проблеми обробної промисловості Японії. На додаток до послідовного впровадження політики енергійної розробки роботів, нових енергетичних транспортних засобів та 3D-друку, він також наголошує на тому, щоб грати роль ІТ. «Біла книга» також розглядає професійне навчання на підприємстві, успадкування навичок молоді, навчання талантів у науці та інженерії як проблеми, які потребують термінового вирішення. «Біла книга» була оновлена ​​до версії 2019 року, а початкове коригування концепції почало зосереджуватися на «взаємопов’язаній галузі». Він встановив позиціонування, відмінне від американського промислового Інтернету, сподіваючись висвітлити основне положення «промисловості».

E) Китай - «Зроблено в Китаї 2025», основна програма документа:

«Одна» мета: перетворитися з великої країни-виробника на сильну країну-виробник.

Інтеграція «два»: глибока інтеграція інформатизації та індустріалізації.

«Три» покрокові стратегічні цілі: перший крок – прагнути стати сильною країною-виробником за десять років; другий крок, до 2035 року, обробна промисловість Китаю в цілому досягне середнього рівня світової потужності виробництва; третій крок – це 100-річчя КНР, її статус як великої країни-виробника буде закріплено, а її всеосяжна сила стане передовим краєм світових виробничих держав.

«Чотири» принципи: керований ринком, керований урядом; на основі поточної, довгострокової перспективи; всебічне просування, ключові прориви; незалежний розвиток та безпрограшна співпраця.

Політика «п’яти»: орієнтована на інновації, якість перш за все, зелений розвиток, оптимізація структури та орієнтація на таланти.

«П’ять» основних проектів: проект будівництва виробничого інноваційного центру, проект потужного промислового фундаменту, проект інтелектуального автоматизованого виробництва, проект зеленого виробництва, проект інноваційного обладнання високого класу.

Прориви в «десяти» ключових сферах: інформаційні технології нового покоління, високоякісні верстати та роботи з ЧПУ, аерокосмічне обладнання, морське інженерне обладнання та високотехнологічні кораблі, сучасне залізничне транзитне обладнання, енергозберігаючі та нові енергетичні транспортні засоби, енергетичне обладнання, нові матеріали, біомедицина та високопродуктивне медичне обладнання, сільськогосподарська техніка та обладнання.

На основі «Зроблено в Китаї 2025» держава послідовно запровадила політику щодо промислового Інтернету, промислових роботів та інтеграції індустріалізації та індустріалізації. У центрі уваги 14-ї п’ятирічки стало виробництво інтелектуальної автоматизації.

Таблиця 1: Резюме політики Китаю щодо розумного виробництва Джерело: Firestone Creation на основі публічної інформації

Ключова технічна структура інтелектуальної автоматизації виробництва Стандартна система

На рівні розвитку технології виробництва інтелектуальної автоматизації, згідно з «Керівними принципами побудови національної системи стандартів інтелектуальної автоматизації виробництва», виданою державою, технологію виробництва розумної автоматизації можна розділити на три великі частини, а саме: інтелектуальні сервіси, інтелектуальні фабрики. , та інтелектуальне обладнання.

Рисунок 1. Структура інтелектуальної автоматизації виробництва Джерело: Firestone Creation на основі публічної інформації

Кількість національних патентів може інтуїтивно відображати розвиток технології розумної автоматизації виробництва в країні та містах-трильйонах. Промислові сцени та достатньо великі вибірки промислових великих даних, промислового програмного забезпечення, промислової хмари, промислових роботів, промислового Інтернету та інших патентів можуть відображати розвиток технологій.

Розповсюдження та фінансування розумних виробників Китаю
З тих пір, як у 2015 році була запропонована стратегія «Зроблено в Китаї 2025», первинний ринок протягом тривалого часу приділяв увагу сектору розумного виробництва. Навіть під час пандемії COVID-19 2020 року інвестиції в розумне виробництво продовжували зростати.

Розумні виробничі інвестиції та фінансові заходи в основному зосереджені в Пекіні, регіоні дельти річки Янцзи та районі Гуандун-Гонконг-Макао. З точки зору обсягу фінансування, регіон дельти річки Янцзи має найбільшу загальну суму фінансування. Фінансування району Великої затоки Гуандун-Гонконг-Макао в основному зосереджено в Шеньчжені.
Малюнок 2: Ситуація з фінансуванням розумного виробництва в містах-трильйонах (100 мільйонів юанів) Джерело: Firestone Creation складено відповідно до публічних даних, а статистичний час – до 2020 року

02. Розвиток китайських підприємств інтелектуальної автоматизації виробництва

В даний час у Китаї досягнуто певних досягнень у розвитку виробничих підприємств інтелектуальної автоматизації:

З 2016 по 2018 рік у Китаї було реалізовано 249 пілотних демонстраційних проектів «розумне виробництво», а розгортання «розумного виробництва» для підприємств поступово виходило з тестування води; Відповідні відділи також завершили розробку або перегляд 4 національних стандартів розумного виробництва, що робить підприємство розумним. Стандарт більш стандартизований.

«Річний звіт про розвиток розумного виробництва в Китаї за 2017-2018 рр.» показує, що Китай спочатку побудував 208 цифрових майстерень і розумних фабрик, що охоплюють 10 основних сфер і 80 галузей, і спочатку створив систему стандартів розумного виробництва, синхронізовану з міжнародною. З 44 маякових фабрик у світі 12 розташовані в Китаї, і 7 з них є наскрізними фабриками маяків. До 2020 року рівень числового керування ключовими процесами виробничих підприємств у ключових галузях Китаю перевищить 50%, а рівень проникнення цифрових майстерень або розумних фабрик перевищить 20%.

У сфері програмного забезпечення китайська галузь системної інтеграції системи інтелектуальної автоматизації продовжувала стрімко розвиватися в 2019 році, збільшившись на 20,7% у річному обчисленні. У 2019 році масштаб національного промислового інтернет-ринку перевищив 70 мільярдів юанів.

У галузі апаратного забезпечення, керована багаторічною інженерією інтелектуальної автоматизації виробництва, нові галузі Китаю, такі як промислові роботи, адитивне виробництво та промислові датчики, швидко розвивалися. Популяризація та застосування різноманітних типових нових моделей виробництва інтелектуальної автоматизації значно прискорили темпи промислового оновлення.

Однак можливості та виклики співіснують. Наразі розвиток виробничих підприємств інтелектуальної автоматизації в Китаї стикається з такими вузькими місцями:

1. Відсутність дизайну вищого рівня

Багато виробничих компаній ще не склали план розвитку розумного виробництва зі стратегічного рівня. Як наслідок, цифровій трансформації не вистачає лідерства мислення та стратегічного планування, а також загального планування цінності бізнесу та аналізу оцінки поточного стану. Тому важко глибоко інтегрувати нові технології зі сценаріями застосування інтелектуальної автоматизації виробництва. Натомість систему можна лише частково сконструювати або модифікувати відповідно до фактичних потреб виробництва. В результаті підприємства впали в нерозуміння зосередженості на апаратному і програмному забезпеченні, на частинах і в цілому, а інвестиції не малі, але з незначним ефектом.

2. Зосередьтеся на оптимізації одноточкової технології та зневажайте загальне підвищення вартості

Більшість компаній ототожнюють розумне виробниче будівництво з інвестиціями в технології та обладнання. Наприклад, багато компаній розгортають автоматизовані виробничі лінії для з’єднання незалежних процесів або замінюють ручну працю автоматизованим обладнанням. На перший погляд рівень автоматизації підвищився, але це принесло більше проблем. Наприклад, виробнича лінія менш гнучка, ніж раніше, і може адаптуватися лише до виробництва одного сорту; система управління обладнанням не дотримується та спричиняє часті поломки обладнання, але збільшує навантаження на технічне обслуговування обладнання.

Є також компанії, які сліпо виконують великі та повні системні функції, а їхні цифрові системи не відповідають їхнім власним управлінським та бізнес-процесам, що в кінцевому підсумку призводить до марнотратства інвестицій та простою обладнання.

3. Кілька постачальників рішень з можливостями інтеграції

Промислове виробництво охоплює багато сфер, а архітектура системи дуже складна. Різні компанії стикаються з різними вимогами до досліджень і розробок, виробництва та управління процесами. Стандартизовані рішення часто важко використовувати безпосередньо виробничими компаніями. У той же час у виробництві інтелектуальної автоматизації задіяно багато технологій, таких як хмарні обчислення, промислові роботи, машинний зір, цифрові близнюки тощо, і ці технології все ще стрімко розвиваються.

Тому компанії висувають дуже високі вимоги до партнерів. Вони не тільки допомагають компаніям оцінити статус-кво, створити план найвищого рівня для інтелектуальної автоматизації виробництва та розробити загальну структуру, а й розробити застосування цифрових та інтелектуальних технологій для досягнення ІТ та промислової автоматизації. Інтеграція технологічних (ОТ) систем. Однак більшість постачальників на ринку зосереджуються на рішеннях в одній або частковій області і не мають єдиних можливостей інтегрованого рішення. Для виробничих компаній, які не мають власних можливостей системної інтеграції, існують великі перешкоди для просування виробництва інтелектуальної автоматизації.

03. Шість заходів для прискорення трансформації розумного виробництва

Навіть якщо компанія визнає вищезазначені проблеми, вона все одно не в змозі швидко прорватися і сприяти трансформації для досягнення загального підвищення вартості. Flint поєднує спільні риси провідних підприємств у трансформації виробництва інтелектуальної автоматизації та посилається на реальний досвід проекту та дає наступні 6 пропозицій, щоб дати деякі посилання та натхнення для підприємств на різних стадіях розвитку різних галузей.

Визначте значення сцени

інтелектуальне автоматизоване виробництво переходить від технології та рішення до комерційної цінності. Компанії повинні спочатку розглянути, яких цілей досягти за допомогою розумного виробництва, чи потрібно вносити інновації в поточні бізнес-моделі та продукти, потім на основі цього провести реінжиніринг основних бізнес-процесів і, нарешті, оцінити цінність нових бізнес-моделей і нових бізнес-процесів, викликаних розумним виробництвом. .

Провідні компанії визначать сфери цінності, які найбільше потрібно реалізувати відповідно до їхніх власних характеристик, а потім тісно інтегрують технологію та сценарії застосування для реалізації видобутку вартості шляхом розгортання відповідних інтелектуальних систем.

Проектування архітектури вищого рівня інтеграції ІТ та ОТ

З розвитком інтелектуального автоматизованого виробництва корпоративні програми, архітектура даних та операційна архітектура стикаються з новими проблемами. Традиційні ІТ-технології підприємств не змогли задовольнити потреби управління виробничими процесами. Інтеграція OT та IT є основою для успішної реалізації інтелектуального автоматизованого виробництва в майбутньому. Крім того, успіх трансформації виробництва інтелектуальної автоматизації підприємства в першу чергу залежить від перспективного дизайну верхнього рівня. З цього етапу він починає звертати увагу на вплив змін і контрзаходи.

Фундамент прагматичної цифровізації

розумна автоматизація виробництва вимагає від підприємств реалізації інтелекту на основі оцифровування всього виробничого процесу. Тому підприємствам необхідно мати міцну основу в галузі автоматизації обладнання та виробничих ліній, архітектури інформаційних систем, комунікаційної інфраструктури та забезпечення безпеки. Наприклад, IOT та інші базові мережі є, обладнання є високоавтоматизованим і відкритим, підтримує кілька методів збору даних, а також масштабовану, безпечну та стабільну ІТ-інфраструктуру, включаючи системи безпеки для безпеки інформаційної системи та мережевої безпеки промислової системи управління.

Провідні компанії реалізують безпілотні майстерні, розгортаючи інтелектуальне обладнання, таке як верстати з ЧПУ, промислові спільні роботи, обладнання для адитивного виробництва та інтелектуальні виробничі лінії, а потім створюють цифрову основу основних виробничих систем через Інтернет речей або промислову Інтернет-архітектуру, електронні рекламні щити. , тощо

Для інших компаній початок з автоматизації виробництва стане проривом у зміцненні основи цифровізації. Наприклад, окремі компанії можуть почати зі створення розумних виробничих підрозділів автоматизації. Виробничий блок інтелектуальної автоматизації - це модульна, інтегрована та інтегрована агрегація групи технологічного обладнання та допоміжного обладнання з подібними можливостями, завдяки чому він має потужність виробництва кількох різновидів і малих партій, а також допомагає компаніям покращити використання обладнання та оптимізувати виробництво. . На основі автоматизації виробництва підприємства можуть почати впроваджувати взаємозв’язок і взаємозв’язок інтелектуальних виробничих ліній, цехів та інформаційних систем шляхом розгортання такої інфраструктури, як мережі зв’язку IOT та 5G.

Представляємо основні програми

Наразі основні прикладні системи, необхідні для інтелектуального автоматизованого виробництва, такі як управління життєвим циклом продукту (PLM), планування ресурсів підприємства (ERP), розширене планування та планування (APS) і система виконання виробництва (MES), не були популяризовані. Наприклад, у фармацевтичній промисловості «універсальна передова система управління процесом та виконанням виробництва», необхідна для інтеграції індустріалізації та індустріалізації, не була широко впроваджена та не розгорнута.

Щоб прискорити процес інтелектуальної автоматизації виробництва, після формулювання плану розвитку та прагматичної цифрової основи виробничим компаніям слід активно інвестувати в основні прикладні системи. Особливо після нової коронної епідемії виробничим компаніям слід приділяти більше уваги вдосконаленню інноваційних можливостей управління та гнучкому розгортанню ланцюгів поставок. Тому розгортання основних програм інтелектуальної автоматизації виробництва, таких як ERP, PLM, MES і системи управління ланцюгом поставок (SCM), має стати найважливішими завданнями для побудови інтелектуального автоматизованого виробництва підприємства. IDC прогнозує, що в 2023 році ERP, PLM та управління взаємовідносинами з клієнтами (CRM) стануть трійкою найбільших інвестиційних напрямків на ринку ІТ-додатків обробної промисловості Китаю, на які припадає 33,9%, 13,8% і 12,8% відповідно.

Реалізувати взаємозв’язок системи та інтеграцію даних

Наразі острівці даних і системна фрагментація виробничих підприємств призвели до серйозної цифрової конфронтації між різними відділами, що призвело до повторних інвестицій підприємств, а прибуток підприємства від інтелектуального автоматизованого виробництва набагато нижчий, ніж очікувалося. Таким чином, реалізація системного взаємозв’язку та інтеграції даних сприятиме співпраці між бізнес-підрозділами та функціональними підрозділами підприємства, а також реалізує максимізацію цінності та всебічний інтелект.

Ключем до розвитку виробництва інтелектуальної автоматизації підприємства на цьому етапі є здійснення вертикальної інтеграції даних від рівня обладнання до рівня фабрики і навіть зовнішніх підприємств, а також горизонтальна інтеграція даних між бізнес-відділами та організаціями, а також між елементами ресурсів і, нарешті, зливаються в замкнуту систему даних, утворюючи так званий ланцюг постачання даних.

Створіть цифрову організацію та можливості для безперервних інновацій

Постійна інноваційна архітектура системи та цифрова організація відіграють важливу роль у реалізації ціннісної мети інтелектуального автоматизованого виробництва. Безперервна еволюція виробництва інтелектуальної автоматизації вимагає від компаній максимального підвищення гнучкості та швидкості реагування організаційної структури, а також повного використання потенціалу співробітників, тобто створення гнучкої організації. У гнучкої організації організація буде більш плоскою, щоб вона могла динамічно відповідати екосистемі талантів у міру зміни потреб бізнесу. Гнучкі організації повинні очолюватися «вищим лідером», щоб стимулювати ентузіазм усіх співробітників до участі, а також гнучко мобілізувати на основі потреб бізнесу та здібностей співробітників для задоволення потреб сталого розвитку інтелектуального автоматизованого виробництва.

З точки зору інноваційної системи та розбудови потенціалу, уряд і підприємства повинні об’єднатися по горизонталі та вертикалі, щоб побудувати інноваційну систему зсередини назовні. З одного боку, компанії повинні посилити інноваційне співробітництво та розвиток з працівниками, клієнтами, споживачами, постачальниками, партнерами та стартапами; з іншого боку, уряд має створити спеціальну команду венчурного капіталу для управління інноваціями, як-от інкубатори, творчі центри, стартап-фабрики тощо, і надати цим установам більше свободи механізмів, динамічного та гнучкого розподілу внутрішніх і зовнішніх ресурсів, і сформувати безперервну культуру та систему інновацій.